1. 균류의 구조와 성장 * 균류(fungi) = 곰팡이(Mold) + 버섯(mushroom) + 효모(Yeast)--함께 분류 - 최초 연구는 버섯으로부터 시작 : 균류학, 균학(mycology) 1) 곰팡이 : 균사상의 진핵미생물 – 주로 포자에 의해 번식 2) 효모 : 주로 출아에 의해 번식하는 진핵미생물 - 배양 중 단세포 기간 있음 3) 버섯 : 곰팡이가 형성한 대형 자실체 생활속의 곰팡이

2.곰팡이 ( mold ) 형태적 특징 ◈곰팡이의 일반적 균총의 형태 - 실 모양의 가지를 치며 번식하는 미생물 - 광합성을 하지 못하며 포자를 만들어 번식 하기도 하는 다세포 미생물. -·형태 : 포자에 의해 번식하는 진균류 자실체 균총 균사체 균사 ·균사체 : 균사의 집합체. (영양기관) ·자실체 : 균사체에서 갈라져서 가지가 위로 뻗고 그 끝에 포자를 착생하는 것. (번식기관) ·균총 : 그물과 같이 얽힌 균사체와 자실체 전체.

2.곰팡이 ( mold ) 형태적 특징 기중균사 : 기질속에 침투해 들어가며 자라는 것. 기중균사 : 기질속에 침투해 들어가며 자라는 것. · 균사의 종류 영양균사 : 균사가 기질표면에 밀착하여 뻗어가는 것. 기균사 : 기질의 표면에서 곧게 공중으로 뻗는 것. * 균사의 격막(격벽)(septum-septa) -격막의 중앙에 구멍이 있음- 세포질과 핵이 자유로이 이동- 세포질의 영속성 -연속된 다핵의 관상에 compartment로서 작용--150-500μ마다 격벽 형성 -균사의 격막 유무-광학현미경으로 관찰가능: 분류의 기준 -격막의 유무 – 조상균류, 순정균류 (자낭균류, 담자균류, 불완전균류)

＜곰팡이의 생육조건＞ - 세균보다 좋지 안은 조건에서도 잘 증식. - 증식적온은 25∼30℃ (-5∼50℃) - pH : 2.5∼8.5 나 미산성 영역을 선호 (세균증식억제) - 건조한 곳에서도 잘 증식, 수분활성도 0.65까지 가능

시료의 Aw > 용액의 Aw : 수분 증발--무게 감소 < 흡수--무게 증가 = 일정--무게 일정 * 미생물에 있어서 수분의 중요성   : 미생물 세포의 75-85%가 수분으로 구성 : 세포성분이 수용액 상태에 존재--생화학 반응 진행   : 미생물은 액체상태의 기질 이용--적당량의 수분 요구 1) 수분과 수분활성 : 수분의 존재형태에 따라 미생물에 의한 이용성 상이            --수분 활성(Aw) 개념 도입(Water activity): 사용 가능 수분의 양      Aw = P/Po = RH/100 = n2 / (n1 + n2) (P : 시료의 증기압, Po : 물의 증기압, RH : 상대습도 n1: 용질의 mol 수, n2: 용매의 mol 수) - 순수한 물의 Aw = 1.0 * Aw의 측정 : 일정한 Aw의 용액과 시료를 25℃ 밀폐용기에 4-20 시간 보관 시료의 Aw > 용액의 Aw : 수분 증발--무게 감소               <                    흡수--무게 증가               =                    일정--무게 일정    --시료 중량이 일정할 때의 용액Aw--시료의 Aw 2) 미생물의 생육과 수분활성 일반미생물의 생육 최적 Aw : 0.95 - 0.99 (0.70 이하에서는 일반 미생물 생육 정지)     미생물의 생육 최저 수분활성 - 세균: 0.9이상, 효모: 0.88이상, 곰팡이: 0.70이상

3.곰팡이의 형태적 특징

4. 곰팡이의 번식 1) 유성포자(有性胞子, sexual spore) 유성포자 : 유성생식이란 수정(feiltrization) 현상처럼 자웅, 두 개의 배우자(gamete)가 접합 등의 방법에 의하여 세포핵이 융합하는 것을 말하며, 그 결과로 형성된 포자 난포자 (oospore) 담자포자(basidiospore) 접합포자 (zygospore) 자낭포자 (ascospore)

조정기 중의 웅성 배우자가 수정관을 통해 생란기속의 난구(자성배우자)와 융합하여 난포자 형성 난포자 : 접합포자 조정기 중의 웅성 배우자가 수정관을 통해 생란기속의 난구(자성배우자)와 융합하여 난포자 형성  편모균류 : 격벽이 없음, 다세포  포자에 편모가 있음, 운동성(편모운동)  유포자(zoospore) 40p 그림 2-4 접합포자의 생성과정 웅성균사 : n 자성균사 : n 배우자낭(gametangia) : n 접합자(zygote) : 2n 접합포자(zygospore) : 2n

자낭포자 : 유성포자를 자낭이라는 특수한 세포속에서 형성하는 내생포자, 자낭균류의 특징이다. 자낭과의 종류 폐자기: 구형의 개구부가 없다. 피자기: 플라스크형으로 끝의 입이 열려있다. 나자기 : 컵 모양으로 내부가 완전히 열려있다. 균사체 웅성균사n 자성균사n 장정기 n 조낭기 n 수정사 n 조낭사 n 융합 2n 자낭감수 자낭포자 n 균사체 n

담자포자 : 버섯류, 깜부기병균, 녹병균 등에서 볼 수 있는 유성포자, 담자포자의 형태는 분류학상 중요한 지표

2) 무성포자(無性胞子, asexual spore) 무성생식 : 세포핵의 융합 없이 단지 분열에 의해 무성적으로 포자를 형성하는 것 내생포자 : 균사 내부 구조 중에 생성 외색포자 : 균사 외부에 형성 외생포자(exospore) 분생포자(conidiospore) 후막포자(chlamydospore) 분절포자(arthrospore) 또는 분열자(oidium) 출아포자(blastospore) 내생포자(endospore) 포자낭포자(sporangiospore) 유주자(zoospore)

 무성생식 - 성의 구분이 이루어지지 않고 세포핵의 융합없이 분열에 의해 형성되는 포자로 건조에 대한 저항력이 매우 크며 작고 가볍다 (1) 내생포자(Endospore)  포자낭포자(Sporangiospore) : 접합균류(Mucor sp., Rhizopus sp.)  유주자(Zoospore) : 편모균류

(2) 외생포자(Exospore)  분생포자(Conidiospore), 분생자(Conidia) : 자낭균류(Ascomycetes) - Aspergillus sp., Penicillium sp.등  후막포자(Chlamydospore) : 불완전균류 일부, 휴면성 내구성 포자, 원형질 팽배  분절포자(Arthrospore) : Geotrichum candidum에서 주로(우유, 유제품에 번식)  출아포자(Blastospore) : 효모, 불완전균류

분 류 진균류(Eumycetes, true fungi) 조상균류(Phycomycetes) : 균사에 격벽이 없음 호상균류(Chytridiomycetes) 난균류(Oomycetes) : 유성적으로 난포자 형성 접합균류(Zygomycetes) : 유성적으로 접합포자 형성 순정균류(Mycomycetes) : 균사에 격벽이 있음 자낭균류(Ascomycetes) : 유성적으로 자낭포자 형성 담자균류(Basidiomycetes) : 유성적으로 담자포자 형성 불완전균류(Fungi Imperfecti, Deuteromycetes) : 유성적으로 포자를 형성하지 않음

5. 진균류의 분류 1) 유성생식 양상에 따른 진균류의 분류  조상균류(Phycomycetes) : 조류와 같은 진균류 엽록소가 없어 광합성을 할 수 없다. 물과 토양에서 자라는 곰팡이 균사에 격벽이 없다  다핵체 세포 형성 (1) 편모균류(Mastigomycotina): 무성생식, 유주자(Zoospore) 형성 - 편모 (2) 접합균류(Zygomycotina): 유성생식, 접합포자(Zygospore) 형성 무성생식 – 포자낭포자(sporangiospore) 형성 ex) 털곰팡이(Mucor): 흙, 머리털 모양, 가근과 포복지 없음 거미줄곰팡이(Rhizopus): 가근과 포복지 있음 활털곰팡이(Absidia): 가근과 포복지 , 포자낭병이 포복지 중간에서 분기

5. 중요한 곰팡이 1) 조상균류(藻狀菌類, Phycomycetes) 조상균류는 호상균류, 난균류, 접합균류의 세 가지 아강으로 나눈다. 균사에 격벽이 없고 다핵체적 세포(Coenocytic cell)이다. 식품에 관여하는 곰팡이 중 조상균류에 속하는 것은 그 대부분이 접합 균류로서 Mucorales(털곰팡이)목에 속하고 유기산, 주류, 치즈 등의 발효에 관여한다.

Mucor mucedo Mucor hiemalis Mucor racemosus Mucor pusillus (털곰팡이 속) A. monomucor 군 Mucor mucedo Mucor hiemalis B. Racemomucor 군 Mucor racemosus Mucor pusillus C. Cymomucor 군 Mucor rouxii 2) Rhizopus 속 (거미줄곰팡이 속) Rhizopus nigricans Rhizopus delemar Rhizopus javanicus Rhizopus japonicus Rhizopus tinkinensis Rhizopus oryzae 3) Absidia 속 (활털곰팡이속) Absidia lichtheimi 4) Thamnidium 속 (탐니디움 곰팡이 속) Thamnidium elegans

48p 그림 2-6 Rhizopus 속의 생활사

접합균류

Mucor Mucor sp. (털곰팜이) 격벽없다 : 조상균류 균사발달 : 털곰팡이 무성생식 : 포자낭 포자 monomucor racemomucor cymonucor 격벽없다 : 조상균류 균사발달 : 털곰팡이 무성생식 : 포자낭 포자 유성생식 : 접합포자 가근과 포복지가 없다 Mucor M. rouxii 아밀로법 M. pusillus 치즈응유효소 M. hiemalis 펙틴 분해력

Rhizopus sp. (거미줄곰팡이) 격벽없다: 조상균류 가근과 포복지 무성생식: 포자낭 포자 유성생식: 접합포자 균사가 매우 발달: 거미줄곰팡이 아밀로균 식물병원균 Rhizopus javanicus Rh. japonicus Rh. delemar Rh. Tonkiensis Rh. oryzae Rhizopus nigricans 고구마 연부병 과일부패 전분을 당화시키고, 알코올을 발효시키는 발효법

Absidia sp Thamnidium sp. : 포자낭이 작고 서양 배 모양 격벽없다 : 조상균류 무성생식 : 포자낭 포자 유성생식 : 접합포자 가근과 포복지가 존재 가근의 위치 포자낭병 사이에 존재 Absidia lichtheimi 중국 양조장 누룩 곰팡이 Thamnidium sp. : 포자낭병 끝에 큰포자낭을 형성하고 기부근처엔 무더기의 소포자낭을 형성 * 소포자낭: 소수(2-12개)의 작은 포자 함유 Thamnidium elegans - 냉장 육류에 발생

자낭균류(Ascomycetes) 유성생식: 자낭포자(ascospore) 형성, 자낭, 8개의 자낭포자/자낭(ascus)  무성생식: 분생포자(conidiospore, conidia) 형성  균사에 격벽이 있다. Eurotium sp. : 8개의 자낭포자, 분생포자, Aspergillus sp.과 동일(무성생식) Talaromyces sp. : 자낭포자, 분생포자, Aspergillus sp.과 동일(무성생식) Monascus sp. : 홍국, 적색색소, 자낭포자, Monascus. purpureus, M. anka  Neurospora sp. : 붉은빵곰팡이, 빵, 옥수수속대

Aspergillus sp.

황록색 Aspergillus oryzae 검은색 Aspergillus niger 황국균(황록색 집락) 간장, 된장, 청주 발효: 코지, 누룩, 메주 Amylase, protease 등 효소 생산 우수 Aspergillus sojae도 같은 종류(간장발효) 검은색 Aspergillus niger 유기산 발효: 구연산 효소 생산 양조용 국균으로 유명 : amylase & protease 생산력 강 가) Amylase : 전분—당 (당화) : 전분질 원료로부터 주류의 제조에 이용 황국균 : A. oryzae--청주, 탁약주, 간장, 주정 제조시 고체국 백국균 : A. kawachii(niger의 mutant), A. shirousamii : 탁약주 흑국균 : A. niger, A. awamori, A. usamii—주정제조 시 액국에 주로 사용 나) Protease : 단백질--아미노산: 간장, 된장의 제조 -Asp. sojae : 장류제조 공업적 이용

Aspergillus flavus Aspergillus flavus에 감염된 땅콩 - 독소의 생성에 관여 : mycotoxin(곰팡이독)—mycotoxicosis - 저장미(쌀보리, 옥수수, 땅콩) 주로 번식 -aflatoxin(간암 유발물질) 생산 Aspergillus flavus에 감염된 땅콩

Penicillium sp. Penicillium sp.(푸른곰팡이속) 치즈의 숙성, 유지생산, 페니실린 생산  곡류, 빵, 떡, 과실 등 병족세포(foot cell)와 정낭이 없다.

Penicillium sp. 1) 황변미 독소의 원인균: P. citrinum, P. islandicum, P. citreo viride 2) Penicillin 생산에 이용: P. notatum에서 처음 발견-P. chrysogenum으로 산업화 3) 치즈 숙성에 이용: P. roqueforti, P. camemberti (까멩베르 치즈)- -치즈의 녹색 반점 Roqueforti 치즈 P. roqueforti Camemberti 치즈 P. camemberti

·Eremothecium ashbyii - Riboflavin 생산균 Monascus sp. 홍국곰팡이 말레이시아 홍국 (홍주의 누룩)에서 분리 홍국: 찐 쌀에 배양 붉은 색소 생산: monascorbin M. purpureus - 홍주생산 M. anka – 홍국,홍유부 Neurospora sp. 붉은 빵 곰팡이 빵, 옥수수 속대에 생육 베타 카로텐 생성 미생물 유전학 연구재료로 유명 Eremothecium sp. ·Eremothecium ashbyii - Riboflavin 생산균 Byssochlamys sp. · Byssochlamys fulva : 산소가 적은 배지에서도 생육,

불완전균류(Deuteromycetes, Fungi imperfect) - 진균류 중에서 핵의 융합을 동반하는 유성생식의 과정이 없는 균류를 총칭한다. - 식물에 기생하여 병을 유발하고 식품이나 피혁제품에도 생육한다 유성생식: 유성포자 형성 관찰이 안됨  무성생식: 오직 무성생식을 하는 곰팡이, 핵융합 발견 안됨, 균사체와 분생사로 증식 균사에 격벽이 있다. 무성세대는 자낭균류와 일부 담자균류와 동일 Aspergillus sp.(누룩곰팡이) Penicillium sp.(푸른곰팡이) Monascus sp.(홍국곰팡이) Neurospora 속(붉은빵곰팡이)

◎ Moniliaceae (선균과, 담색선균과) ·Geotrichum sp. SCP(Single Cell Protein)균주로 이용 된다. 유제품, 녹말공장폐수에서 번식. ex) Geotrichum candidum ·Cephalosporium sp. : 분생포자병은 균사각 부위에서 단독으로 신장함. 분생포자는 분비점액에 의해 덩어리를 형성하여 구형이 됨. 균총은 백색 또는 담색을 띤다. Cephalosporium acremonium : 항생제 Cephalosporin 생산. Cephalosporium gramineum : 밀의 줄무늬 마름병 원인 ·Trichderma sp. : 토양이나 목재에서 발생하며 특히 버섯 재배에 해롭다. ex) Trichderma viridi ·Botrytis sp. : 포도나 딸기등에 잘 발생하는 회색곰팡이 병균 ex)Botrytis cinerea : 포도에 번식하며 산을 소비해 감미를 높여 이 포도로 만든 포도주를 sautern wine이라고 한다. 일명 귀부균

◎ Dematiaceae (암색선균과) · Cladosporium sp. : 균총은 융단모양의 남녹색 또는 흑색이며 자연계에 널리 분포 되어있고 냉장 수육, 계란 껍질등에 흑색 반점을 만듦. 식물의 병원균이 되는 것이 많으며 가축에게 중독을 일으키는 경 우도 있고 우유에 쓴맛을 내기도 한다 ex) Cladosporium herbarum : 목재, 종이, 직물, 식품 등에 잘 번식하는 유해균 · Alternaria sp. : 토양중에 많으며 목재, 섬유, 식품에 잘 발생하는 변패균. 식물에 흑반병을 일으키는 원인균으로 균체는 회녹색, 균사에 격벽이 있으며 분생자는 거대하고 난형내지 곤봉모양 ex) Alternaria tenius Alternaria brassicae Alternaria citri: 식물성 병원균

◎ Tuberculariaceae (분생자좌균과) · Fusarium sp. : 식품에 잘 발생하며 토양 중에 널리 분포하고 식물의 뿌리와 잎으로 부터 침입하는 병원균. ex) Fusarium moniliforme(Gibberella fujikuroi) : 벼의 키다리병 원인균으로 성장호르몬인 gibberellin 생산균 Fusarium graminearum (Gibberella zeae) : 보리의 붉은 곰팡이 병균 옥수수, 밀, 겨, 쌀, 밀가루, 맥아등에 기생하여 Vomitoxin 생성 구토, 설사, 거식증 유발, 식품이나 사료에 문제 Fusarium Iini : 위축병의 원인균(시들음 병).